CN113189365A - 一种仿生流场传感结构、流场传感装置和水下机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种仿生流场传感结构、流场传感装置和水下机器人，其中，流场传感结构包括基板件、设置在基板件的流场接触面的鞭毛感受件以及设置在基板件的流场隔离面并与鞭毛感受件一一对应的鞭尾随动件，鞭毛感受件用于在流体流经时，朝流体流动方式进行摆动，鞭尾随动件用于在与之对应的鞭毛感受件摆动时，沿与鞭毛感受件的摆动方向相反的方向进行同步摆动。利用鞭毛感受件和鞭尾随动件的倒伏方向及倒伏角度，与流场的流向及流速之间所存在的线性对应关系，在实际应用时，可通过观察、分析及比对鞭尾随动件的各时刻或阶段状态来确定流场的流向和流速；作为与流场流体直接接触的部件，该传感结构具有灵敏性高、应用成本低廉的特点。

Description

一种仿生流场传感结构、流场传感装置和水下机器人

技术领域

本申请涉及传感器领域，特别涉及一种仿生流场传感结构、流场传感装置和水下机器人。

背景技术

周知，流场传感器是一种可对二维流场的流速、流向及剪切力进行测量的重要传感器，其被广泛应用于水下航行体及飞行器的流场检测和主动流场控制、流体传输的过程控制、环境气象监测等方面。

以现有的流场传感器在诸如水下作业机器人等装备上的应用为例，通常需要在机器人（如机体总成、末端执行机构）上安装多个流场传感器，以通过流场传感器来感知不同部位的流场流速、流向及剪切力等，以为实现对机器人的补偿控制创造条件。受水下流场环境温度多变、腐蚀性强、水压大等因素的影响，往往需要对流场传感器的耐腐蚀性和抗压性能进行额外设计，使得流场传感器的应用成本急剧增加，无法进行集群化应用；同时，流场传感器所能够感知的微弱信号也容易会受到严重干扰，从而对其感知性能（如灵敏性）造成不利影响。

发明内容

本申请提供一种仿生流场传感结构以及应用了该流场传感结构的流场传感装置和水下机器人，用以解决现有流场传感器的应用成本高和感知性能差的问题。

根据第一方面，本申请所提供的一种仿生流场传感结构，包括：

基板件，所述基板件具有相对分布的流场接触面和流场隔离面；

鞭毛感受件，所述鞭毛感受件设置在所述基板件的流场接触面，用于在与流场内的流体接触时，沿流体的流动方向相对于基板件进行摆动；以及

鞭尾随动件，所述鞭尾随动件设置在基板件的流场隔离面，且所述鞭尾随动件与鞭毛感受件一一对应，用于在对应的所述鞭毛感受件摆动时，沿与所述鞭毛感受件的摆动方向相反的方向相对于基板件进行摆动。

优选地，还包括柔性连接件，所述柔性连接件设置在基板件内，用于将所述基板件、鞭毛感受件和鞭尾随动件连为一体。

优选地，所述鞭毛感受件与鞭尾随动件同轴连为一体，以贯穿所述基板件分布；所述柔性连接件为环绕鞭毛感受件或鞭尾随动件分布的环状结构，且所述柔性连接件的外周边缘连接基板件、内周边缘连接鞭毛感受件或鞭尾随动件。

优选地，所述基板件、鞭毛感受件、鞭尾随动件和柔性连接件由柔性材料一体浇注或一体注塑成型。

优选地，所述基板件的流场接触面间隔排布有若干根鞭毛感受件，每根所述鞭毛感受件均同轴对应有一根鞭尾随动件。

优选地，所述鞭毛感受件和/或鞭尾随动件为柱状结构。

根据第二方面，本申请所提供的一种基于视觉的流场传感装置，包括传感元件和取像元件，所述传感元件的结构采用第一方面所述的仿生流场传感结构；所述取像元件设置在基板件的流场隔离面的所在侧，用于捕捉并获取所述鞭尾随动件的状态信息。

优选地，还包括光源元件，所述光源元件设置在基板件的流场隔离面的所在侧，用于向所述基板件的流场隔离面发射可见光，以使所述取像元件捕捉并获取鞭尾随动件的状态信息。

优选地，所述光源元件为若干个，若干个所述光源元件发射的可见光的颜色不同，且若干个所述光源元件围绕基板件的流场隔离面分布。

优选地，还包括封装元件，所述封装元件具有固定窗口，所述传感元件嵌装于固定窗口内，且所述鞭毛感受件位于封装元件内；所述封装元件用于布置在流场内，以供所述鞭毛感受件与流体接触。

根据第三方面，本申请所提供的一种水下机器人，包括第二方面所述的流场传感器。

本申请的有益效果：

通过模仿深海软体生物鞭毛的生理结构及其对环境的感知原理，利用鞭毛感受件和鞭尾随动件的倒伏方向及倒伏角度，与流场的流向及流速之间所存在的线性对应关系，在实际应用时，可通过观察、分析及比对鞭尾随动件的各时刻或阶段状态来确定流场的流向和流速；作为与流场流体直接接触的部件，该传感结构可无需配置任何电子元器件，并且可根据应用环境进行材料的选择设置，不但灵敏性高、环境适应性和耐用性强，而且制作及成本低廉，易于批量生产并适于集群化应用。

附图说明

图1为一种实施例中传感结构的立体图（一）；

图2为一种实施例中传感结构的立体图（二）；

图3为一种实施例中传感结构的局部剖视图；

图4a为一种实施例中传感结构的鞭毛感受件的形态变化原理示意图（一）；

图4b为一种实施例中传感结构的鞭尾随动件的投影形态变化示意图（一）；

图5a为一种实施例中传感结构的鞭毛感受件的形态变化原理示意图（二）；

图5b为一种实施例中传感结构的鞭尾随动件的投影形态变化示意图（二）；

图6为一种实施例中传感结构的鞭毛感受件的形态变化原理示意图（三）；

图7为一种实施例中传感结构的鞭尾随动件的投影形态变化示意图（三）；

图8为一种实施例中流场传感装置的结构布局参考示意图；

图9为一种实施例中流场传感装置的鞭尾随动件的状态变化示意图（一）；

图10为一种实施例中流场传感装置的鞭尾随动件的状态变化示意图（二）；

图11为一种实施例中流场传感装置的鞭尾随动件的状态变化示意图（三）；

图12为一种实施例中流场传感装置的鞭尾随动件的状态变化示意图（四）。

附图标记：10、基板件；20、鞭毛感受件；30、鞭尾随动件；40、柔性连接件；100、传感元件；200、取像元件；300、光源元件。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明，其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

请参阅图1、图2和图3，一种实施例提供一种仿生流场传感结构，是基于深海软体生物鞭毛的仿生结构，属于（或可作为）流场传感器的感知部件，其通过与流场内的流体接触，可在流体的作用下产生形变运动效应，能够使流场传感器具备对应用环境内的局部流场的流速和流向进行感知的能力；其中，需要说明的是，所述及的“流体”依应用环境而变，如该结构应用于水下环境时，“流体”即指诸如环境水等液体流体介质，又如，该结构应用于水上环境时，“流体”即指诸如空气等气态流体介质；该仿生流场传感结构包括基板件10、鞭毛感受件20和鞭尾随动件30。

请参阅图1、图2和图3，基板件10属于鞭毛感受件20和鞭毛随动件30的定位安装或连接载体，其可根据实际应用情况（如水下机器人感知部位的面域形状尺寸、流场传感器本身的结构形态等）采用如矩形、圆形等规则几何形状或者其他不规则几何形状的板状结构（如直面板状、波浪式板状、曲面板状等），使得基板件10能够自然形成或具有两个相对分布表面，可将其中一个表面定义为流场接触面、另一个表面定义为流场隔离面；顾名思义，“流场接触面”即为位于流场内或者与流体进行接触的表面，“流场隔离面”即为与流场相隔绝或者无需与流体进行接触的表面。

请参阅图1、图2和图3，鞭毛感受件20设置在基板件10的流场接触面（如其一端与基板件10挠性连接），主要作为与流场内的流体进行接触的部件来使用，其可在受到流体的压力和摩擦力等作用时，朝流体的流动方向相对于基板件10进行一定角度的摆动，即相对于基板件10产生一定角度的倒伏现象，流体的流速越大，倒伏的角度也越大，当流体的流速为零时，则可复原至原始角度位置或恢复原始形态。本实施例的鞭毛感受件20可仿照深海软体生物的鞭毛的生理结构构造进行结构选择设置，如设置为外径尺寸由邻近基板件10的一端朝远离基板件10的一端逐渐缩减的柱形结构；另一个实施例中，也可采用结构形态，如细长式条状结构或者突出于基板件10的流场接触面的凸起结构或颗粒结构。

请参阅图2和图3，鞭尾随动件30设置在基板件10的流场隔离面（如其一端与基板件10挠性连接或者与鞭毛感受件20固定连接），并且与鞭毛感受件20一一对应，主要作为鞭毛感受件20的随动部件来使用，当鞭毛感受件20相对于基板件10朝流体的流动方向进行一定角度的摆动时，鞭尾随动件30可同步地朝反方向（即：与流体流动方向或者与鞭毛感受件20摆动方向相反的方向）相对于基板件10进行一定角度的摆动；本实施例的鞭尾随动件30可以采用与鞭毛感受件20相同或相近的结构构造，也可为突出于基板件10的流场隔离面的凸起结构或颗粒结构；同时，鞭尾随动件30的一端可直接与对应的鞭毛感受件20连为一体，如同轴连接；鞭尾随动件30的一端也可间接与对应的鞭毛感受件20进行连接，如利用诸如连杆机构或者联动结构等；从而使得由鞭毛感受件20与鞭尾随动件30组成的结构体，相当于形成了贯穿于基板件10分布的摆杆结构，以在鞭毛感受件20朝流体的流动方向进行摆动倒伏时，能够同步带动与之对应的鞭尾随动件30朝反方向进行摆动倒伏。

将鞭毛感受件20和鞭尾随动件30集成在基板件10上，由于鞭毛感受件20（连同鞭尾随动件30）的运动具有独立性，鞭毛感受件20和鞭尾随动件30的倒伏方向和倒伏角度，与流场的流向和流速之间存在着线性对应关系，使得鞭尾随动件30的倒伏方向始终与流场的流向保持相反、鞭尾随动件30的倒伏角度则始终与流场的流速保持一致，也即鞭尾随动件30的倒伏方向和倒伏角度对应着鞭毛感受件20所处位置的局部流场的流向和流速，在实际应用时，可通过观察或获取鞭尾随动件30的倒伏方向与倒伏角度来确定整个二维流场的流向和流速；具体地，以通过观察其中一组鞭毛感受件20和鞭尾随动件30的状态，来确定流场的流速和流向为示例进行说明，需要指出的是：图5a、图5b、图6和图7中，箭头标记所指的方向代表流场的流向，箭头标记的数量代表流场的流速大小。

1、当无流场或者鞭毛感受件20未受到流体作用时，请参阅图4a，鞭毛感受件20会相对于基板件10保持直立姿态，相应地，请参阅图4b，与之对应的鞭尾随动件30在基板件10的流场隔离面上所呈现出的投影形状呈点状。

2、当流体朝一定方向流经鞭毛感受件20时，请参阅图5a，鞭毛感受件20即会相对于基板件10朝流体流动方向倒伏，相应地，请参阅图5b，与之对应的鞭尾随动件30在基板件10的流场隔离面上所呈现出的投影形状会呈一定长度的条状（该长度与流场的流速相对应）。

3、当流体的流速发生变化时（如增大时），请参阅图6，鞭毛感受件20的倒伏角度即会加大（与之对应的鞭尾随动件30的投影形状变长）。

4、当流体的流向发生变化时，鞭毛感受件20的倒伏方向会随之改变，请参阅图7，与之对应的鞭尾随动件30的在基板件10的流场隔离面上所呈现出的投影方向也会同步改变。

综上所述，一方面，通过模仿深海软体生物鞭毛的生理结构及其对环境的感知原理，不但有效地降低了整个传感结构的复杂性，而且为增强其灵敏度创造了条件。另一方面，由于无需在基板件10、鞭毛感受件20和鞭尾随动件30设置任何电子元器件（如压力信号的检测元件），通过对三者的材料类型的选择，即可使其适用于诸如海水等复杂恶劣的环境内（如抗腐蚀性材料），可有效降低其应用成本，并提高其耐用性。

一个实施例中，鞭毛感受件20和鞭尾随动件30均为若干根，且两者一一对应（即：两者的数量相同、排布形式相同）；以鞭毛感受件20为例，其可根据实际情况以规则或不规则的方式间隔排布在基板件10；请参阅图1、图2和图3，若干根鞭毛感受件20以等间距交错的方式进行均匀排布；当然，若干根鞭毛感受件20也可随机（或不均匀）的方式进行排布。在实际应用时，可依据流体传感器的结构构造、装备本体上感知部分的形态等实际情况，对鞭毛感受件20和鞭尾随动件30的数量和排布方式进行选择设置，以在一定面域内对局部流场的流向和流速进行感知测量；同时，也可根据应用场景内的二维流场的面域大小对基板件10的面积及鞭毛感受件20和鞭尾随动件30的数量进行扩展，从而为扩大流场传感器在二维平面内对流场的测量维度创造条件。

请参阅图1、图2和图3，本实施例的该仿生流场传感结构还包括柔性连接件40，其设置在基板件10内，主要用于将基板件10、鞭毛感受件20和鞭尾随动件30连为一体，以在鞭毛感受件20与基板件10之间以及鞭尾随动件30与基板件10之间建立挠性（或柔性）连接关系（如摆动连接关系）。一个实施例中，基板件10、鞭毛感受件20、鞭尾随动件30和柔性连接件40由硅胶、塑胶等柔性材料一体浇注成型或一体注塑成型；其中，鞭毛感受件20与鞭尾随动件30同轴连为一体，使得两者所形成的结构体以贯穿基板件10的方式分布；此时，基板件10即相当于具有一个可收容柔性连接件40的过孔，而柔性连接件40以近似于环状结构的形式存在于该过孔内，并且柔性连接件40的外周边缘连接基板件10、内周边缘则连接鞭毛感受件20或鞭尾随动件30。可利用柔性连接件40与基板件10之间的厚度差异，使柔性连接件40能够在基板件10与鞭毛感受件20或鞭尾随动件30之间建立柔性连接关系，而利用柔性连接件40的径向宽度，则可为鞭尾随动件30和鞭毛感受件20相对于基板件10发生摆动倒伏创造结构条件；同时，利用柔性连接件40的本身的材料特点，则可确保鞭毛感受件20在未处于环境流场内或者流场的流向和流速均为零时，使鞭毛感受件20连同鞭尾随动件30恢复原始角度位置或者原始形态。

在该仿生传感结构采用硅胶或橡胶等材料时，可充分利用该类材料的抗拉强度和抗剪切强度高、耐腐蚀强、成型后反应惰性低等特点，保证整个传感结构难以在恶劣腐蚀环境（如海水）内与环境介质发生化学反应，有效抵御应用环境的腐蚀；同时在遭受流场的较大冲击时，也可利用自身产生的形变效应来吸收冲击力，从而有效地适应诸如海底等恶劣的应用环境；同时，鉴于该仿生传感结构的构造特点以及对材料的选择，也可有效降低生产及应用成本，不但易于大批量的生产制作，而且适于集群化运用。

另一个实施例中，基板件10、鞭毛感受件20、鞭尾随动件30和柔性连接件40等也可采用独立结构体；其中，基板件10、鞭毛感受件20和鞭尾随动件30可由具有一定结构强度的刚性材料制作而成，而柔性连接件40则可采用具有一定的弹性性能的材料制作成型；在生产制作仿生传感结构时，可采用诸如超声波焊接、热封、粘结、卡合等工艺处理手段上述部件进行结构组合。

请参阅图8并结合图1、图2和图3，一种实施例还提供了一种流场传感装置，可以理解为，该流场传感装置即近似于现有技术中的流场传感器；该流场传感装置包括传感元件100和取像元件200；其中，传感元件100的结构采用前述任意实施例所述及的仿生流场传感结构，而取像元件200则为诸如摄像机、照相机等能够获取动态图像或静态图像的装置，取像元件200设置在基板件10的流场隔离面的所在侧，主要用于捕捉并获取鞭尾随动件30的状态信息，如形态、颜色、亮度等状态信息。由于鞭尾随动件30的倒伏方向和倒伏角度与流场的流向和流速存在线性对应关系，在鞭毛感受件20未接触流场内的流体或者流场的流速（流向）为零时，鞭尾随动件30的形态、颜色或表面亮度等处于一个状态，当鞭尾随动件30发生摆动倒伏时，不同的倒伏方向和不同的倒伏角度均会使取像元件200所捕捉到的鞭尾随动件30的形态、颜色、表面亮度等信息发生变化；此时，利用取像元件200实时捕捉并获取鞭尾随动件30的状态图像，即可为后续通过分析鞭尾随动件30的倒伏方向和倒伏角度，来最终确定流场的流向和流速提供数据支持；从而为最终构建出基于视觉的流场传感系统或单元奠定了基础。同时，由于取像元件200是布置在基板件10的流场隔离面一侧的，也可为避免取像元件200与流场内的流体直接接触创造结构条件，有利于对传感装置的内部电子元器件进行结构布局及功能防护。需要说明的是，图8中，箭头标记所指的方向代表可见光发射的方向或者取像元件200的视角方向。

具体地，以基板件10上集成有多个间隔交错分布的鞭毛感受件20（连同鞭尾随动件30）的形态变化为例；请参阅图9，当流场的流速和流向均为零时，鞭尾随动件30在基板件10的流场隔离面上的投影形状呈点状，此时可定义为初始状态；请参阅图10，当流体以一定速度和方向流经鞭毛感受件20时，鞭尾随动件30在基板件10的流场隔离面上的投影形状会反方向拉长至一定长度；请参阅图11，当流体的流速发生变化时（如减小），鞭尾随动件30在基板件10的流场隔离面上的投影形状的尺寸则会缩短；请参阅图12，当流体的流向发生变化时，鞭尾随动件30在基板件10的流场隔离面上的投影方向会随之发生改变。以此，利用取像元件200来捕捉并获取类似于前述的鞭尾随动件30的状态图像，后续通过对各状态图像的比对分析即可确定流场的流向和流速。需要指出的是：图10、图11和图12中，箭头标记所指的方向代表流场的流向，箭头标记的数量代表流场的流速大小。

一个实施例中，请参阅图8，该流场传感装置还包括布置在基板件10的流场隔离面的光源元件300，其可以为诸如LED灯珠等发光体，主要用于向基板件10的流场隔离面发射可见光，以便于取像元件200能够清楚准确地捕捉并获取鞭尾随动件30的状态信息，进而后续通过对取像元件200所获取的信息进行分析来确定流场的流向和流速。具体地，利用光源元件300所发射的可见光，可便于取像元件200能够清晰地获取鞭尾随动件30当前时刻的图像，而在实际应用时，可通过对取像单元200获取的各时刻的图像中所呈现的鞭尾随动件30的倒伏方向、倒伏角度等形态汇总分析、比对，来最终确定流场的流向和流速；也可通过对图像中鞭尾随动件30的表面的阴暗程度（或亮暗区域位置）的分析对比，来确定鞭尾随动件30的倒伏方向、倒伏角度等形态变化，从而最终确定流场的流向和流速。

一个实施例中，请参阅图8，光源元件300为四个，分别可发射白色、蓝色、绿色、红色的可见光，四个光源元件300均匀地环绕基板件10的流场隔离面（或鞭尾随动件30的排布区域）分布；利用四个光源元件300从不同角度照射鞭尾随动件30的表面；当流场内的流体沿一定方向流经鞭毛感受件20时，即可使鞭毛感受件20发生摆动偏转以带动与之对应的鞭尾随动件30产生倒伏，而鞭尾随动件30的表面颜色即会随之发生变化，不同的流场流速和流向也会对应鞭尾随动件30表面的不同颜色，此时利用取像元件200捕捉并采集鞭尾随动件30的表面颜色图像，即可为通过对图像颜色变化的分析比对处理来确定鞭尾随动件30的倒伏方向和角度（即：流场的流速和流向）提供数据支持。其他实施例中，光源元件300的数量、所发射的可见光的颜色以及排布方式也可根据实际情况，如基板件10的轮廓形状、传感器本体的结构空间条件等进行适应的选择设置。

一个实施例中，该流场传感装置还包括封装元件（图中未示出），可根据实际采用的材料（如金属材料等）由如冲压、机加工等方式制作而成，而其结构形态可以为壳体结构或者板状结构；如在封装元件采用壳体结构时，可在壳体的周壁上开设固定窗口，基板件10嵌装并封堵在固定窗口内，鞭毛感受件20位于封装元件的外部（即：外露于封装元件），而鞭尾随动件30、取像元件200和光源元件300等则装设于封装元件内，以利用封装元件将该类组成部件与流场进行隔绝，使鞭毛感受件20作为与流场内的流体进行直接接触的部件，在具体应用时，可直接利用封装元件将整个流场传感装置装设于诸如机器人等装备的感知部位上而主要用于将鞭尾随动件30、取像元件200和光源元件300进行密封封装，以使鞭毛感受件20外露于封装元件并直接与流场内的流体进行接触；封装元件。又如，在封装元件采用板状结构时，则可利用封装元件作为传感元件100的安装载体，以及作为取像元件200和光源元件300与流场的隔离载体，在实际应用时，可预先将取像元件200和光源元件300等预先安装在装备的感知空间内，而后利用封装元件将取像元件200和光源元件300密封封装在装备的感知部位内，从而借助装备本身的结构条件形成流场传感装置的主体结构部分。

一种实施例中还提供了一种水下机器人，其结构构造可参考现有技术中的水下作业装备或水下航行体进行选择设置，亦可理解为其本身就是现有技术中的水下作业装备或者水下航行体，但其与现有技术中的水下作业装备或水下航行体的差别在于，其各感知部位上设置有前述任意实施例所述及的流场传感器，从而利用前述实施例的流场传感器可在机器人上构建出成本更为低廉、灵敏度更高、使用寿命更长、环境适应能力更强的神经网络，实现对该流场传感器的集群化运用，而通过流场传感器来感知流场变化来则可实现水下机器人的稳定运行。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种仿生流场传感结构，其特征在于，

基板件，所述基板件具有相对分布的流场接触面和流场隔离面；

鞭毛感受件，所述鞭毛感受件设置在所述基板件的流场接触面，用于在与流场内的流体接触时，沿流体的流动方向相对于基板件进行摆动；以及

鞭尾随动件，所述鞭尾随动件设置在基板件的流场隔离面，且所述鞭尾随动件与鞭毛感受件一一对应，用于在对应的所述鞭毛感受件摆动时，沿与所述鞭毛感受件的摆动方向相反的方向相对于基板件进行摆动。

2.如权利要求1所述的仿生流场传感结构，其特征在于，还包括柔性连接件，所述柔性连接件设置在基板件内，用于将所述基板件、鞭毛感受件和鞭尾随动件连为一体。

3.如权利要求2所述的仿生流场传感结构，其特征在于，所述鞭毛感受件与鞭尾随动件同轴连为一体，以贯穿所述基板件分布；所述柔性连接件为环绕鞭毛感受件或鞭尾随动件分布的环状结构，且所述柔性连接件的外周边缘连接基板件、内周边缘连接鞭毛感受件或鞭尾随动件。

4.如权利要求2所述的仿生流场传感结构，其特征在于，所述基板件、鞭毛感受件、鞭尾随动件和柔性连接件由柔性材料一体浇注或一体注塑成型。

5.如权利要求1所述的仿生流场传感结构，其特征在于，所述基板件的流场接触面间隔排布有若干根鞭毛感受件，每根所述鞭毛感受件均同轴对应有一根鞭尾随动件。

6.如权利要求1所述的仿生流场传感结构，其特征在于，所述鞭毛感受件和/或鞭尾随动件为柱状结构。

7.一种流场传感装置，其特征在于，包括传感元件和取像元件，所述传感元件的结构采用如权利要求1-6中任一项所述的仿生流场传感结构；所述取像元件设置在基板件的流场隔离面的所在侧，用于捕捉并获取所述鞭尾随动件的状态信息。

8.如权利要求7所述的流场传感装置，其特征在于，还包括光源元件，所述光源元件设置在基板件的流场隔离面的所在侧，用于向所述基板件的流场隔离面发射可见光，以使所述取像元件捕捉并获取鞭尾随动件的状态信息。

9.如权利要求8所述的流场传感装置，其特征在于，所述光源元件为若干个，若干个所述光源元件发射的可见光的颜色不同，且若干个所述光源元件围绕基板件的流场隔离面分布。

10.一种水下机器人，其特征在于，包括如权利要求7所述的流场传感器。

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